[实用新型]基于PLC和单片机的水文自动采样控制系统

说明书

技术领域

本实用新型一种基于PLC和单片机的水文自动采样控制系统，涉及深水水文测量领域。

背景技术

为了准确研究水文泥沙运动规律，需要进行频繁和长期的悬移质泥沙测验，一般通过某一固定横断面来检测泥沙分布情况，搞清楚该横断面的泥沙含量和通过情况。按照国家标准要求的固定断面六点法进行水文采样，由于采样点多、层面多，如果靠人工来操作，不仅费时、艰苦，而且工作效率极低，特别对于长江这样的大型河流来说，更是如此。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型一种基于PLC和单片机的水文自动采样控制系统，提高水文采样的工作效率，降低工作人员的劳动强度，特别是在库区水深加大至近200米后，能够精确测量江水的含沙量。

本实用新型采取的技术方案为：

基于PLC和单片机的水文自动采样控制系统，包括水上控制器、水下控制器，所述水上控制器与水下控制器之间通过水声通信连接，所述水上控制器包括PLC控制器，PLC控制器连接悬臂、液压绞车，所述PLC控制器连接PC机，PC机连接第一水声Modem。所述水下控制器包括单片机处理器，单片机处理器连接第二水声Modem、压力传感器，单片机处理器连接采水罐的阀门驱动器，所述水下控制器安装在采水罐内。

所述水上控制器用于液压绞车、悬臂的运行控制。

所述水下控制器用于水深的动态测量。

本实用新型基于PLC和单片机的水文自动采样控制系统，实现绞车液压控制系统、水上控制系统和水下控制系统的全系统闭环控制，实现深水水文采样控制系统的全系统自动化。整个控制系统可以完成水深的动态测量、采水罐阀门的开闭控制；液压绞车、悬臂的运行控制；采水信息的显示以及和PLC控制器的通信。避免了人工采样费时、艰苦和工作效率低的特点，提高了深水水文采样工作的自动化水平和采样效率。

附图说明

图1为本实用新型系统连接框图。

具体实施方式

如图1所示，基于PLC和单片机的水文自动采样控制系统，包括水上控制器、水下控制器，所述水上控制器与水下控制器之间通过水声通信连接，水声通道实现水上控制器、水下控制器之间的无线通信。所述水上控制器包括PLC控制器，PLC控制器连接悬臂、液压绞车，所述PLC控制器连接PC机，PC机连接第一水声Modem。所述水下控制器包括单片机处理器，单片机处理器连接第二水声Modem、压力传感器，单片机处理器连接采水罐的阀门驱动器，所述水下控制器安装在采水罐内。

PC机中安装现有技术中成熟的LabVIEW软件，与PC机一起作为控制、分析以及显示平台。

所述水上控制器主要完成液压绞车、悬臂的运行控制；由PC机的操作界面，能够实现各种控制功能、采水信息的显示以及和PLC控制器的通信。PLC控制器完成对液压绞车、悬臂等大型设备的运行控制。

所述水下控制器主要完成水深的动态测量、采水罐阀门的开闭控制。水下控制器由于要安装在采水罐内，使用单片机处理器开发，完成动态水深测量和采水罐的阀门驱动控制。

   PLC控制器采用的是S7-200系列的24入16出的CPU226作为主控PLC；

单片机处理器采用的是ATMEGA128单片机。

压力传感器采用PAROSCIENTIFIC仪器公司生产的8CDP270-I系列传感器；

第一水声Modem采用的是Benthos公司的ATM-980(与ATM-886连用)、第二水声Modem采用的是Benthos公司的ATM-886。第一水声Modem与第二水声Modem之间信号传输 关系描述下：

第一水声Modem安装在船舷边，水面Modem底部必须低于船体吃水深度，以保证声波信号的有效接收；第二水声Modem与采样器同时工作，随采样器一起到达海底，工作水深和通信距离都可达300米以上。

水声Modem提供具有链接层通信协议的双向、半双工通信接口，就像RS-232电缆一样可为两台终端设备提供完整的透明无线连接。默认标准串行通信设置为9600波特率、1个起始位、1个停止位、8个数据位、没有校验位和没有流控制（9600baud,1 start bit,1 stop bit,8 data bit, no parity bit and no flow control）。可根据需要改变通信设置。